基本介紹
- 中文名：蒙器M&H-08控制器
- 屬性：新型32位ARM7主機板
- 特點：：運算速度快，程式容量大
- 軟體環境：：MiniRobot軟體
M&H-08控制器簡介,特點,數據存儲器,信號輸入通道,DO輸出通道,機輸出通道,串列接口,USB接口,快速入門,
M&H-08控制器簡介
M&H-08控制器為新型32位ARM7主機板，如下圖所示：
特點：運算速度快，程式容量大，接口齊全，穩定可靠。
下載方式：兼容USB口和串口下載。
特點
M&H-08控制器使用了一個被稱為Thumb 的獨特結構化策略， Thumb是一種“超精簡指令集”。其指令集約為標準代碼兩倍的密度，卻仍然保持性能上的優勢，這些優勢是傳統16 位處理器所不具備的。因此使用Thumb程式大小僅為標準代碼的3/4，但其性能卻相當於16 位處理器系統的性能的160%。
M&H-08控制器使用128MHz的主頻， AVR處理器系統的4倍，因此，更適合高速的處理套用。
數據存儲器
M&H-08控制器含有256K位元組的Flash 存儲器系統。該存儲器可用作代碼和數據的存儲。存儲器至少可擦除/編程100,000 次，保存數據的時間長達20年。該存儲器至少可以存儲約1萬行的C代碼。其容量約為AVR處理器系統的10倍。另外加上32K位元組的數據存儲器，因此非常適合實現更複雜，更龐大的套用。
信號輸入通道
M&H-08控制器集成了14路高速信號採集通道，可以兼容數位訊號和模擬信號，每路精度為10位，因此可以分辨3毫伏特的輸入電壓變化。14路數據通道均為高速數據採集通道，每秒可以採集40萬次輸入信號。
DO輸出通道
M&H-08控制器包含了6路最大電流為0.5A的數位訊號輸出通道，可直接驅動蜂鳴器，繼電器以及其他的輸出設備。
機輸出通道
M&H-08控制器集成了兩路大功率電機驅動輸出，最大電壓約為40V，最大瞬間電流約為40A。並且使用獨立的電源供電，避免了大功率電機對主機板的電磁干擾。
串列接口
M&H-08控制器具有標準串列通信接口，進行數據採集和程式下載。並且可以連線攝像頭、指南針等高級模組。
USB接口
M&H-08控制器具有的USB接口，可以非常方便的下載程式和進行數據採集，適合大多數沒有串口的筆記本電腦使用。
第二章
快速入門
所需設備
所需設備如下表所示：
M&H-08控制器
USB線或串口線
7.2V鋰電池
使用手冊
工具
電腦
2.2.安裝軟體
安裝前，請在光碟中按順序安裝如下軟體：
.NET Framework 2.0
M&H-08MiniRobot
這些軟體可以運行在Windows 98，Me，2000，XP等系統上，不能在Windows 95、Mac OS或linux上安裝。
2.3.安裝USB驅動
使用USB連線埠下載程式前請按以下步驟安裝：
A: 打開控制器主機板電源
主機板電源插槽
主機板電源開關
B：用USB線連線電腦和控制器。
USB接口
C：打開控制器主機板電源，您會見到電腦右下角彈出一個找到新硬體的提示框，如下圖所示：
D：彈出找到新硬體嚮導後，請選擇紅色框中的選項。然後點擊下一步。
在隨後的對話框中，請選擇“列表或指定位置安裝”，然後點擊下一步。
在隨後的對話框中，請選擇“請選擇您的搜尋和安裝路徑選項”中的“在這些位置上搜尋最佳驅動程式”選項，再選擇“在搜尋中包括這個位置”選項。最後點擊瀏覽按鈕，輸入USB驅動程式路徑，您可以在光碟上或者M&H-08 MiniRobot安裝目錄下找到這個驅動程式。設定完成後,請點擊下一步。
彈出如下對話框，表示USB驅動安裝完成。您可以開始進行模組編輯了。
2.4. 啟動程式
請雙擊 這個圖示，啟動M&H MiniRobot軟體。在彈出的啟動對話框中選擇“EasyC代碼編輯器for M&H-08控制器”，點擊確定。
如下圖將顯示編寫代碼。
2.5.下載程式
使用USB下載或串口下載程式，我們建議您使用USB，這樣既方便又快速。請打開控制器主機板電源，然後，點擊“選單”---“下載”或者工具條上的“下載”按鈕，啟動下載。在下載過程中，請不要拔去USB線，以防意外的程式下載終止。下載完成時，請拔去USB連線線，然後按控制器主機板上的運行按鈕，就能看到在螢幕上顯示“M&H”字樣。
第三章 M&H-08控制器詳細說明
M&H-08控制器可直接安裝各類感測器，無需疊加任何擴展卡。
M&H-08控制器常用設備，如圖所示 ：
顯示屏
指示燈
6個信號輸入口和6個數字輸出口
復位按鈕
運行按鈕
大功率電源開關
8個信號輸入口
大功率電源插槽
主機板電源開關
串口下載口
指南針接口
USB下載口
主機板電源插槽
復位按鈕
大功率電源插槽
電機2插槽
電機1插槽
3.1.運行和復位按鈕
主機板上有兩個按鈕，其中一個是運行按鈕，一個是復位按鈕。
運行程式使用運行按鈕，中斷程式使用復位按鈕。
當用串口下載程式時，先按住運行按鈕，然後按一下復位按鈕，最後放掉運行按鈕即可。
3.2 電源接口
M&H-08控制器的主機板電源和大功率電機驅動卡的電源是分別供電的。主機板電源接口有防反接保護，即使反接也不會燒壞主機板。但是大功率電源沒有防反接保護，在使用時需要特別小心。
3.3 信號輸入接口
M&H-08控制器集成了14路信號採集通道，可以兼容數位訊號和模擬信號，每路精度為10位， 連線電路請參考以下電路：其中S標記為信號輸入。
3.4 電機輸出接口
大功率電機輸出接口共有兩路，每路允許最大電壓達到40V，最大電流達到40A。
使用M&H-08 MiniRobot（一種標準C語言），只需調用庫函式SetMoto(char Channel, signed char Speed)即可設定電機速度和方向。
3.5 DO信號輸出接口
輸出電壓大於4V,電流不大於0.5A。
當驅動繼電器時，直接連線繼電器將導致主機板損壞，您可參考以下電路來改裝普通的繼電器，僅僅是在繼電器的線圈出並聯了一個二極體，並且請注意二極體的正負極（反接可能導致主機板損壞）。
您還可以使用M&H-08 MiniRobot（一種標準C語言），調用庫函式SetDO(char Channel, char State)即可設定數字輸出。
3.6 USB接口
當您編寫完程式後，請按照以下步驟下載程式：
第一：確保您的控制器與電腦間通過附屬檔案中的USB線正確連線。
第二：打開控制器主機板電源
第三：點擊“下載”按鈕或選單欄上的“編譯”—“下載”即可。
注意：在此過程中請勿按動運行和復位按鈕，或中斷電源，否則USB下載將意外終止,這可能導致USB固件損壞，在此情況下，您還是可以通過串列連線埠進行修復操作，方法是點擊選單“編譯”—“下載固件”然後選擇合適的串列連線埠和波特率，並且可以修復字型檔丟失等錯誤，注意此過程將持續約4分鐘左右。
3.7 串列接口
設定完成後。請按照以下步驟下載程式：
第一：確保您的控制器與電腦間通過附屬檔案中的串口線正確連線。
第二：打開控制器電源
第三：點擊“下載”按鈕或選單欄上的“編譯”—“下載”。
第四：按住運行按鈕不放，然後按一次復位按鈕，最後放掉運行按鈕。
串口下載可能需要30秒左右，這取決於您的程式大小和波特率的快慢。
第四章 M&H-08控制器軟體編程指南
4.1 螢幕顯示函式
printf函式的定義：int printf(const char *fmt,…);
如果要在螢幕上顯示“M&H”，參考程式如下：
/*主函式，每個c語言必須有一個主函式*/
void main()
{
/*在螢幕上顯示“M&H”字樣*/
printf("M&H ");
}
“ ”空格代表清屏，
如果要在螢幕上顯示一個動態的數字，例如一個變數或者一個感測器的讀數，參考程式如下：
/*主函式，每個c語言必須有一個主函式*/
void main()
{
/*定義一個變數，名稱為i,整型變數（即是整數的，沒有小數點的數字）*/
int i=0;
/*不斷的循環，重複執行{}之間的程式代碼*/
while(1)
{
/*變數i加1，然後再保存到變數i中*/
i=i+1;
/*將變數i顯示到螢幕上，其中空格是清屏*/
printf("value=%d ",i);
}
}
最終，您將會看到螢幕上動態的顯示一個不斷累加的數字。您是否發現了一個奇怪的問題，“%d”為何沒有被顯示出來， “%d”表示在這個位置需要顯示一個十進制的整數，這個整數就是逗號後面的變數i。如果您要顯示兩個變數，參考程式如下：
void main()
{
int i=0;
int j=0;
/*不斷的循環，重複執行{}之間的程式代碼*/
while(1)
{
/*變數i加1，然後再保存到變數i中*/
i=i+1;
/*變數j加2，然後再保存到變數j中*/
j=j+2;
/*將變數i,j顯示到螢幕上，空格的作用是清屏*/
printf("valuei=%d, valuej=%d ",i,j);
}
}
注意事項：由於在螢幕上顯示文字和圖象所需時間大概為幾十毫秒，因此在您需要高速處理數據的時候，請儘量避免使用螢幕顯示程式。
4.2設定電機函式
M&H-08控制器提供了3種函式來控制電機，如下表所示：
/*啟動電機，左右輪運行函式，iVL為直線速度，iVR為旋轉速度*/
void Drive(signed char iVL, signed char iVR);
/*停止電機運行*/
void Stop(void);
/*啟動電機，Channel為電機編號,MF MOS電機驅動器使用1或2， Speed為電機速度，-90到90之間*/
void SetMoto(char Channel,singed char Speed)
建議使用SetMoto這個函式，因為其功能最強， Drive和Stop都可以用此函式代替，這樣，您只需記住一個函式的用法即可。
驅動電機，參考程式如下：
void main()
{
While(1)
{
/*機器人正轉一秒然後反轉一秒*/
SetMoto(1,90);
SetMoto(2,90);
wait(1.0);
SetMoto(1,-90);
SetMoto(2,-90);
wait(1.0);
}
}
SetMoto 函式中，“1”和“2”分別表示M&H-08控制器兩個電機輸出通道，分別表示左電機和右電機，來控制電機的功率和旋轉方向。
注意事項：.螢幕顯示會影響到電機輸出的方向信號，所以請儘量避免同時使用電機和螢幕。
4.3 模擬口函式
M&H-08控制器通過感測器將各種物理化學信號轉化為電信號，輸入到控制器的模擬輸入口。使用模擬口的感測器如下：電子複眼、光電開關、紅外測距、紅外測障、地面灰度、聲音感測器和碰撞開關等。
讀取模擬口的函式定義：
/*讀取模擬輸入口的讀數，iCh為通道，返回0-1023*/
int AI(unsigned char iCh);
參考程式如下：
/*主函式，每個c語言必須有一個主函式*/
void main()
{
/*定義變數*/
int i=0;
/*循環14次，每隔一秒鐘顯示一個通道的值*/
for (i=0 ; i<14 ; i++)
{
/*清屏，並顯示AI(讀取的通道) = 讀取值*/
printf("AI(%d) = %d ",i,AI(i));
/*延時1秒*/
wait(1.0);
}
}
感測器連線模組需要在程式開頭處放置一些全局變數，數量的多少取決於您所接感測器數量。
如果要讀取連線埠1上的地面灰度感測器，參考程式如下：
int GROUND;
GROUND = AI(1);
如果要實現一個簡易的數字萬用表的功能，即將得到模擬口數據轉換為電壓並顯示到螢幕上，參考程式如下：
void main()
{
float voltage=0.0;
while(1)
{
/*電壓轉換*/
voltage=AI(0)*3.3/1023;
/*清屏，顯示轉換的電壓值*/
printf("voltage=%fV ",voltage);
}
}
注意事項：為了保證M&H-08控制器的輸入口的可靠穩定，硬體上加上了模擬口電壓保護，即超過5V電壓加到模擬口上短時間內不會損壞控制器。
4.5 設定DO函式
如果要在DO口的安裝一個發光二極體（注意：發光二極體需要串聯一個470-2K歐姆的電阻以防止燒壞），參考程式如下：
/*全局變數,發光二極體所接的DO連線埠*/
int DOPORT = 1;
void main()
{
while (1)
{
/*點亮發光二極體*/
SetDO(DOPORT,1);
/*延時0.5秒*/
wait(0.5);
/*熄滅發光二極體*/
SetDO(DOPORT,0);
/*延時0.5秒*/
wait(0.5);
}
}
您可以編寫程式，實現連續可調亮度的檯燈等功能。讓發光二極體以特定頻率不斷閃爍，頻率高到人眼無法發覺它的閃爍，然後，控制每一次閃爍時點亮和熄滅的時間比例，就能控制它的亮度。實際上，這種控制方式還用在電機驅動上，這就是通常說的PWM控制原理。如果您要控制發光二極體的亮度，參考程式如下：
/*全局變數,發光二極體所接的DO連線埠*/
int DOPORT = 1;
void main()
{
int i;
int LightOn= 0;
int FecTime=10000;
int DPWM = 10;
int inv=0;
while (1)
{
SetDO(DOPORT,1);/*點亮發光二極體*/
for(i = 0;i<LightOn;i++){}/*延時等待,時間間隔為LightOn*/
SetDO(DOPORT,0);/*熄滅發光二極體*/
for(i = 0;i<(FecTime-LightOn);i++){}/*延時等待,時間間隔為FecTime-LightOn*/
if( inv == 0)
{
LightOn=LightOn+DPWM; /*增加點亮的時間*/
}
else
{
LightOn=LightOn-DPWM; /*減少點亮的時間*/
}
if(LightOn>FecTime)
{
inv=1; /*如果點亮時間到達最大,則需要減少點亮時間*/
}
else if(LightOn<0)
{
inv=0; /*如果點亮時間到達最小,則需要增加點亮時間*/
}
}
}
4.5 讀取指南針函式
M&H-08控制器通過串口讀入指南針的數據。
void main()
{
int sci_1;
/*初始化串口,使用指南針前必須調用該函式*/
SCI_Set(0,9600,0,8,1 );
while(1)
{
/*讀取指南針的數據*/
sci_1=Compass_Degree();
/*顯示出來*/
printf("compass=%d ",sci_1);
}
}
附錄1 庫函式定義及說明
//啟動電機,左右輪運動函式,iVL為直線速度，iVR為旋轉速度
void Drive(signed char iVL, signed char iVR);
//電機停止運行
void Stop(void);
//設定電機,Channel為電機編號（或）。speed為電機速度，範圍為-100到100之間
void SetMoto(char Channel, signed char Speed);
//在螢幕上輸出文字。例如：printf("value=%d ",val);
int printf(const char *fmt, ...);
//讀取模擬口通道的輸入。iCh為通道號0-13。返回0-1023
int AI(unsigned char iCh);
//設定DO數字輸出，DO為通道號(0-5)，state為狀態，為高電平，為低電平
void SetDO(char DO,char State);
//串口設定函式。請使用如下設定：SCI_Set(0,9600,0,8,1)
void SCI_Set(char iPort,unsigned int iBaud,char iCHK, char iData, char iStop);
//使用串口傳送單個位元組數據。iPort為接收連線埠號，設為0。data為單個位元組的數據0-255
void SCI_Send(char iPort, unsigned char data);
//串口接收函式,從串口讀取一個數據。iPort為接收連線埠號，設為0
int SCI_Receive(char iPort);
//延時等待毫秒，del為等待時間，單位為毫秒
void DelayMs(unsigned long del);
//延時等待，fTime為等待時間，單位為秒
void wait(float fTime);
//紅外線測障感測器函式。DO_out為紅外發射頭接上的數字輸出口，AI_in為紅外接收頭接上的模擬輸入通道號
int ir_detector(int DO_out,int AI_in);
//讀取麥克風的監測結果，ch為麥克風接上的模擬輸入通道號(0-23)
int microphone(char ch);
//清屏。number為1表示用黑色清屏，0表示用白色清屏
void CLRVLCD(unsigned char number);
//繪製Buf緩衝區中的數據到螢幕上
int PrintfVLCD(unsigned char *Buf);
//在螢幕上繪製一個像素點，x，y為坐標點，color為1表示繪製黑色點，color為0表示繪製白色點
void PutPixelVLCD(unsigned char X, unsigned char Y, char Color);
//將記憶體的緩衝區複製到螢幕緩衝區上
void CpyVLCDToLCD(void);
//繪圖函式,畫直線,color： 1指定黑,0指定白
void DrawLine(int x1,int y1,int x2,int y2,int color);
//繪製矩形.(top,left)表示矩形頂點的坐標,width表示矩形的寬度,height表示矩形的高度,color 1指定黑,0指定白
void DrawRect(int top,int left,int width,int height,int color);
//畫圓弧.x,y表示圓心坐標,r表示圓半徑,startAngle表示啟示角度,sweepAngle表示終止角度,color 1指定黑,0指定白
void DrawArc(int x,int y,int r,int startAngle,int sweepAngle,int color);
//讀取指南針,返回0-358。該函式使用前需要調用初始化串口函式
int Compass_Degree();
//數學函式：返回長整型變數的絕對值。
long labs(long val);
//數學函式：返回整型變數的絕對值。
int abs(int val);
double fabs(double val);
//數學函式：返回雙精度變數val平方根
double sqrt(double val);
//數學函式：返回自然數e的val次方
double exp(double val);
//數學函式：返回log(val)
double log(double val);
//數學函式：返回log10(val)
double log10(double val);
//數學函式：返回val的正弦值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double sin(double val);
//數學函式：返回val的餘弦值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double cos(double val);
//數學函式：返回val的正切值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double tan(double val);
//數學函式：返回val的反正弦值。
double asin(double val);
//數學函式：返回val的反餘弦值。
double acos(double val);
//數學函式：返回val的反正切值。
double atan(double val);
//數學函式：返回val指定角度的雙曲正弦值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double sinh(double val);
//數學函式：返回val指定角度的雙曲餘弦值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double cosh(double val);
//數學函式：返回val指定角度的雙曲正切值。角度value 必須用弧度表示。乘以π/180 將角度轉換成弧度。
double tanh(double val);
//數學函式：返回正切值為兩個指定數字的商的角度。返回值為笛卡爾平面中的角度，該角度由X 軸和起點為原點(0,0)、終點為(x,y) 的向量構成。
double atan2(double y, double x);
//數學函式：返回大於或等於其數字參數的最小整數.例如：ceil(45.998)返回
double ceil(double val);
//數學函式：返回小於或等於指定數字的最大整數。例如：Floor(2.10)返回
double floor(double val);
//數學函式：返回val變數分割成整數部分和小數部分。例如：x = 123.456;frc_part = modf (x, &int_part);結果為frc_part=123，int_part=0.456
double modf(double val, double *n);
//數學函式：The fmod function calculates the floating-point remainder f of x / y such that x = i * y + f, where i is an integer, f has the same sign as x, and the absolute value of f is less than the absolute value of y.
double fmod(double x, double y);
//數學函式：返回指定數字的指定次冪。數字x 的y 次冪
